kamer termowizyjnych FLIR

Diagnostyka paneli fotowoltaicznych z użyciem kamer termowizyjnych FLIR

Według danych Polskich Sieci Elektroenergetycznych na początek marca 2021 r. w Polsce blisko 4216,3 MW mocy pochodzi z paneli fotowoltaicznych. Wciąż głównym i dominującym segmentem rynku fotowoltaicznego są mikroinstalacje, stanowiące 75% mocy zainstalowanej PV. Drugim największym segmentem są farmy słoneczne, rozwijające się głównie dzięki aukcyjnemu systemowi wsparcia – stanowią one ponad 20% rynku PV. Poniżej przedstawiona jest zaktualizowana prognoza mocy zainstalowanej do 2025 która pokazuje, że branża fotowoltaiczna będzie się sukcesywnie rozwijać a kolejne programy pomocowe jak np. mój prąd 3.0 będą nakręcać koniunkturę na inwestycje indywidualnych inwestorów w obawie o większe stawki za energię elektryczną i możliwość uzależnienia się od podwyżek. Również duże polskie koncerny energetyczne planują rozwój źródeł energetycznych z paneli fotowoltaicznych do 2025 roku Tauron Polska Energia planuje posiadać 300 MW zainstalowanej mocy. Należąca do Grupy Kapitałowej PGE spółka PGE Energia Odnawialna jest obecnie największym producentem zielonej energii Polsce. Posiada 17 farm wiatrowych, 29 elektrowni wodnych, 4 elektrownie szczytowo-pompowe oraz 5 farm fotowoltaicznych. Łączna moc zainstalowana wszystkich obiektów wynosi 2326,25 MW.

Dlaczego warto wykonać badanie termowizyjne instalacji fotowoltaicznej?

Sprawność ogniwa zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Zjawisko to można zminimalizować za pomocą dobrej wentylacji (bez niej straty są o 5% wyższe). Przy wysokich temperaturach sprawność jest mniejsza o 0,5%/1 °C. Jeśli temperatura ogniwa wzrośnie z 25 °C do 55 °C, to sprawność zmniejszy się ok. 15%. Znamionowa moc elektryczna ogniw fotowoltaicznych jest podawana dla temperatury 25 °C. Typowe panele fotowoltaiczne zainstalowane na dachu pracują zwykle w temperaturze 30-60 °C, co powoduje spadek mocy o 12–25% wartości znamionowej. Błędy występujące podczas pracy systemów fotowoltaicznych mogą być szybko zdiagnozowane w zakresie promieniowania słonecznego 500–600 W/m^2 poprzez oznaczenie zmian właściwości termicznych za pomocą kamery termowizyjnej. Wyniki uzyskane za pomocą kamery termowizyjnej uznawane są jako kluczowy wskaźnik jakości próbki. Często jednak zapomina się o właściwej interpretacji wyników i ich uzupełnieniu o analizy wykorzystujące inne metody diagnostyczne. Termowizja nie jest wystarczającą metodą, żeby wykazać wadliwą pracę modułu fotowoltaicznego. Występowanie gorętszych obszarów może, lecz nie musi, mieć wpływ na charakterystyki prądowo-napięciowe panelu. Aby zapewnić sobie wysoką dokładność pomiarów i dobrej jakości termogramu przy doborze sprzętu należy zwracać uwagę na rozdzielczość detektora podczerwieni. Minimalne wymagania jakie powinna spełniać kamera termowizyjna określa europejska norma IEC TS 62446-3 w której zawarte są poszczególne parametry kamer. Jeżeli chodzi o rozdzielczość to minimalnie detektor powinien mieć 320x240 pikseli, powinna pozwalać na robienie zdjęć rzeczywistych oraz zmianę parametrów takich jak emisyjność.

Jakiej kamery użyć w badaniach termowizyjnych paneli fotowoltaicznych?

Standardem większym niż wymagana norma może pochwalić się kamera termowizyjna FLIR E96 z rozdzielczością detektora 640x480 pikseli. Jest to pierwsza w ofercie FLIR-a kamera pistoletowa z tak wysoką rozdzielczością. Pozwala ona na dokładne pomiary termowizyjne z zarówno rozdzielni elektrycznych jak paneli w znacznej odległości. Kamera posiada w opcji wymienne obiektywy od standardowego 24 stopniowego przez obiektyw szerokokątny 42 oraz teleskopowy 14. Innowacyjnie producent zastosował w tym modelu laserowe ustawianie ostrości, które skraca czas pomiaru oraz zapewnia ostre termogramu. W łatwiejszym identyfikowaniu uszkodzonego panelu pomaga funkcja GPS która taguje każde zdjęcie a po przeniesieniu na kartę raportu mamy możliwość odczytania pinezki, która wskazuje miejsce w mapach google. Wraz z rozwojem branży inwestorzy decydują się na budowę dużych farm fotowoltaicznych. Instalacje te również ulegają awarii podczas normalnej pracy. Aby skrócić czas inspekcji stosuje się do tego drony z kamerami termowizyjnymi. 1 MW to w zależności od mocy około 3600 paneli fotowoltaicznych których diagnostyka kamerą ręczną byłaby zbyt czasochłonna. Rozwiązują ten problem można skorzystać z drona Matrice 300 RTK który pozwala na przenoszenie różnego typu kamer w tym kamery termowizyjnej Zenmuse XT2. Taki zestaw na jednym komplecie baterii pozwala na około 40 minut lotu po zaplanowanej trasie. Podczas takiej inspekcji równie dokładnie jesteśmy w stanie ocenić panele fotowoltaiczne pod kątem wyszukiwania hot spotów czy innych uszkodzeń podczas eksploatacji. W razie zainteresowania aktualną ofertą proszę o kontakt. Miłosz Kałuża Euro Pro Group Tel. 695 763 265 Email: mkaluza@europro.com.pl www.europro.com.pl n

Fot.1. Przegrzane moduły paneli fotowoltaicznych szybko mogą doprowadzić do uszkodzenia i spadku wydajności w całym stringu. Materiały własne Euro Pro Group.

Fot.2 Rekomendowanym zestawem do wykonywania badań termowizyjnych farm fotowoltaicznych jest Matrice 300 RTK z kamerą Zenmuse XT2